不同壁面润湿性条件下撞壁燃油混合气形成过程研究

发布时间：2021-10-11 02:06

　　内燃机是最为广泛的一种热力机械,近些年由于能源危机和环保问题,内燃机的燃烧和排放控制得以迅速发展,但内燃机的燃烧是在有限空间内,喷雾湿壁现象所带来的消极影响几乎不可避免,研究人员多采用掺混挥发性好的替代燃料减少燃油喷雾撞壁的质量,设计燃烧室结构来减少湿壁和利用撞壁,其中虽有通过改变壁面特性,如壁面温度、表面粗糙度等对撞壁后混合气分布展开研究,但少有针对湿壁后燃油与燃烧室壁面间微观流动过程及其影响因素的研究,以壁面润湿性作为边界条件的研究更是鲜有报道。本文基于壁面润湿性,对不同边界条件下燃料单液滴以及喷雾液滴撞壁展开了研究。主要搭建了材料表面加工平台、单液滴撞壁纹影光学平台以及喷雾撞壁纹影光学平台。并基于MATLAB图像处理功能,给出了单液滴和喷雾纹影图像分别进行量化处理和分析的方法,最后对单液滴撞壁的蒸发过程以及喷雾撞壁的混合气特性两方面进行了总结分析,主要研究内容如下:燃油单液滴撞壁方面,研究了正丁醇和柴油两种燃料在不同壁面温度和壁面润湿性条件下,单液滴撞壁后的蒸发过程,总结分析了壁面温度和壁面润湿性对气相扩散宽度、扩散高度以及扩散面积的影响。试验结果表明:正丁醇液滴撞击光滑壁面时,... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 液滴撞壁国内外研究现状
        1.2.1 单液滴撞壁研究现状
        1.2.2 发动机燃油喷雾撞壁研究现状
    1.3 表面润湿性基本理论
    1.4 立题依据和主要研究内容
第2章 燃油液滴撞壁试验台架及研究方法
    2.1 引言
    2.2 材料表面加工平台
        2.2.1 激光刻蚀平台
        2.2.2 化学处理平台
    2.3 燃油液滴撞壁纹影光学平台
        2.3.1 纹影光学测试系统
    2.4 单液滴撞壁纹影光学平台
        2.4.1 液滴滴定装置
        2.4.2 温度控制系统
    2.5 喷雾撞壁纹影光学平台
        2.5.1 压力控制系统
        2.5.2 燃油供给系统
    2.6 本章小结
第3章 燃油液滴撞壁图像处理过程
    3.1 引言
    3.2 单液滴撞壁图像处理过程
    3.3 喷雾撞壁图像处理过程
    3.4 本章小结
第4章 燃油单液滴撞壁蒸发过程研究
    4.1 引言
    4.2 单液滴撞壁有关气相参数的定义
    4.3 燃油单液滴撞击不同温度壁面
        4.3.1 壁面温度对撞壁燃油液滴气液相形态发展的影响
        4.3.2 壁面温度对撞壁燃油液滴气相扩散特性的影响
    4.4 燃油单液滴撞击不同润湿性壁面
        4.4.1 壁面润湿性对撞壁燃油液滴气液相形态发展的影响
        4.4.2 壁面润湿性对撞壁燃油液滴气相扩散特性的影响
    4.5 本章小结
第5章 燃油喷雾撞壁混合气特性研究
    5.1 引言
    5.2 喷雾撞壁混合气特性参数定义与介绍
    5.3 在不同环境压力下燃油喷雾撞壁
        5.3.1 环境压力对撞壁燃油喷雾混合气形态发展的影响
        5.3.2 环境压力对撞壁燃油喷雾混合气特性的影响
    5.4 燃油喷雾撞击不同温度壁面
        5.4.1 壁面温度对撞壁燃油喷雾混合气形态发展的影响
        5.4.2 壁面温度对撞壁燃油喷雾混合气特性的影响
    5.5 燃油喷雾撞击不同润湿性壁面
        5.5.1 壁面润湿性对撞壁燃油喷雾混合气形态发展的影响
        5.5.2 壁面润湿性对撞壁燃油喷雾混合气特性的影响
    5.6 本章小结
第6章全文总结及工作展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
附录1 燃油单液滴撞壁纹影图像处理MATALB代码
附录2 燃油喷雾撞壁纹影图像处理MATALB代码
作者简介
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]车用内燃机先进技术研究现状及展望[J]. 伍赛特.  汽车工艺师. 2019(07)
[2]不同燃料喷雾撞壁后液滴破碎过程[J]. 王晨晰,裴毅强,秦静,刘懿,李翔,郭瑞涛.  内燃机学报. 2019(01)
[3]柴油机起动过程喷雾撞壁试验研究[J]. 王宪成,马宁,周国印,刘海涛,张永峰.  装甲兵工程学院学报. 2018(05)
[4]内燃机燃油喷雾撞壁研究进展综述[J]. 陈贝凌,董文辉,马天宇,丰雷,耿超,刘海峰,尧命发.  小型内燃机与车辆技术. 2018(01)
[5]柴油喷雾撞壁形态和油束发展特征[J]. 丰雷,陈贝凌,马天宇,刘海峰.  内燃机学报. 2018(01)
[6]壁温和机油油膜对喷雾撞壁后发展的影响[J]. 李翔,裴毅强,秦静,王同金,赵乐文,詹樟松,郑建军,陈堂明.  天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(11)
[7]液滴撞击超疏水表面的能量耗散机制[J]. 刘森云,沈一洲,朱春玲,陶杰,谢磊.  航空学报. 2017(02)
[8]液滴撞击超疏水壁面反弹及破碎行为研究[J]. 刘冬薇,宁智,吕明,阎凯,孙春华.  计算力学学报. 2016(01)
[9]非对称多孔喷油器撞壁喷雾特性的试验与模拟[J]. 范钱旺,高雅,董战力,胡宗杰,邓俊,李理光.  内燃机学报. 2012(01)
[10]直喷汽油机喷雾撞壁特性试验与模拟[J]. 王艳华,李波,李云清,陈峰.  江苏大学学报(自然科学版). 2011(04)

博士论文
[1]一种新概念（BUMP）燃烧室内准均质燃油混合气快速形成机理的研究[D]. 余皎.天津大学 2003

硕士论文
[1]基于曲率滤波的图像去噪与增强研究[D]. 汤成.浙江理工大学 2019
[2]基于格子Boltzmann方法液滴撞击固壁动力学行为研究[D]. 李爽.大连理工大学 2007



本文编号：3429576